Казахстан расположен в центре континента Евразия и занимает девятое место в мире по площади — 2724,9 тыс. км².
На востоке, севере и северо-западе Казахстан граничит с Россией, на юге — с Узбекистаном, Киргизией и Туркменистаном, а на юго-востоке — с Китаем.
Граница Казахстана проходит по акватории Каспийского моря, затем по Приволжским степям, поднимается на север до южных отрогов Уральских гор, далее на восток вдоль Западно-Сибирской равнины до Алтая. На востоке граница проходит по хребтам Тарбагатая и Джунгарии, на юге — по горам Тянь-Шаня и Туранской низменности до Каспийского моря.
Общая протяжённость границ Казахстана составляет 12 187 км.
Рельеф местности Казахстана разнообразен. 58 % территории занимают пустыни и полупустыни, 10 % — горы. На севере республики преобладают степи и лесостепи. 23 % территории страны пригодны для земледелия, 70 % — для отгонного животноводства.
На северо-западе находится Предуральское плато. На западе страны лежит Прикаспийская низменность. На юго-западе — полуостров Мангышлак. Восточнее расположено плато Устюрт. На северо-востоке от Каспийской низменности расположены Мугоджары, далее Тургайское плато. Возле Аральского моря находятся пустыня Кызылкум и песчаные массивы — Большие Барсуки, Малые Барсуки и Приаральские Каракумы.
Центральную часть Казахстана занимает Центрально-Казахстанский мелкосопочник. Южнее расположена пустыня Бетпак-Дала (Голодная степь), к югу от неё находится пустыня Моинкум, к востоку — Балхашская впадина. На юге находится Илийская впадина.
Самая низкая точка Казахстана — впадина Карагие на полуострове Мангышлак — 132 метров ниже уровня мирового океана. Самая высокая — пик Хан-Тенгри — 7 010 м.
В Казахстане более 7 тысяч рек имеющих длину свыше 10 км. Всего же на территории Республики Казахстан находится 39 тысяч постоянных и временных водотоков.
Большинство рек в Казахстане принадлежит к внутренним замкнутым бассейнам Каспийского и Аральского морей, озёр Балхаш и Тенгиз, и только Иртыш, Ишим, Тобол доносят свои воды до Карского моря.
Территорию Казахстана обычно разделяют на восемь водохозяйственных бассейнов: Арало-Сырдарьинский водохозяйственный бассейн, Балхаш-Алакольский водохозяйственный бассейн, Иртышский водохозяйственный бассейн, Урало-Каспийский водохозяйственный бассейн, Ишимский водохозяйственный бассейн, Нура-Сарысуский водохозяйственный бассейн, Шу-Таласский водохозяйственный бассейн и Тобол-Тургайский водохозяйственный бассейн.
В Республике Казахстане имеется 48 262 озера, из которых 45 248 имеют площадь менее 1 км².
Крупных озёр с площадью более 100 км² — 21.
Казахстан омывается такими крупными озёрами, как Каспийское море и Аральское море. Кроме того, в республике находится одно из самых больших озёр мира — Балхаш. По территории Казахстана озёра расположены неравномерно. На северный Казахстан приходится 45 % всех озёр, на центральный вместе с южным — 36 %, в остальных регионах находится только 19 %.
Общая поверхность озёр Казахстана достигает — 45 002 км². Общий объём воды — 190 км³.
Территория Казахстана находится очень далеко от океана и открыта для ветров с запада и севера. Из-за этого основными свойствами климата Казахстана являются его резкая континентальность и неравномерное распределение природных осадков.
Зима в Казахстане холодная и продолжительная на севере и умеренно мягкая на юге. Средняя температура января варьируется от −18 C° на севере до −3 C° на юге. Лето — сухое. На севере — тёплое, в центре — очень тёплое, на юге — жаркое.
Атмосферные осадки незначительны, за исключением горных регионов.
Почти для всей территории Казахстана характерны сильные ветры, в ряде регионов свыше 40 м/сек.
В Казахстане произрастают свыше шести тысяч видов растений, из них 515 эндемики.
Флора насчитывает 68 видов древесных пород, 266 видов кустарников, 433 видов полукустарников и полутрав, 2598 видов многолетних трав, 849 видов однолетних трав.
Леса в Казахстане занимают 1,2 % территории с учётом саксаульных лесов и кустарников — 4,2 %.
Почвенный покров имеет выраженную зональную и высотную поясность. Большую часть лесостепной зоны занимают чернозёмы, южнее их расположены темно-каштановые, светло-каштановые и бурые почвы. Почвы пустынь и полупустынь представлены в виде серозёмов.
За исключением северных районов, почвы в Казахстане бедные и засоленные.